該gai方fang案an先xian介jie紹shao了le電dian源yuan係xi統tong中zhong的de數shu字zi電dian路lu部bu分fen和he模mo擬ni電dian路lu部bu分fen，並bing對dui驅qu動dong電dian源yuan的de精jing度du與yu穩wen定ding性xing進jin行xing了le分fen析xi與yu改gai進jin。最zui後hou對dui驅qu動dong電dian源yuan的de性xing能neng進jin行xing了le實shi驗yan驗yan證zheng。實shi驗yan結jie果guo表biao明ming：該設計方案的電源輸出電壓噪聲低於0.43 mV、輸出最大非線性誤差低於0.024%、分辨率可達1.44 mV，能夠滿足高分辨率微位移定位係統中靜態定位控製的需求。

壓電陶瓷驅動器（PZT）是shi微wei位wei移yi平ping台tai的de核he心xin
，其qi主zhu要yao原yuan理li是shi利li用yong壓ya電dian陶tao瓷ci的de逆ni壓ya電dian效xiao應ying產chan生sheng形xing變bian，從cong而er驅qu動dong執zhi行xing元yuan件jian發fa生sheng微wei位wei移yi。壓ya電dian陶tao瓷ci驅qu動dong器qi具ju有you分fen辨bian率lv高gao
、響應頻率快、推力大和體積小等優點，在航空航天、機器人、微機電係統
、精(jing)密(mi)加(jia)工(gong)以(yi)及(ji)生(sheng)物(wu)工(gong)程(cheng)等(deng)領(ling)域(yu)中(zhong)得(de)到(dao)了(le)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)。然(ran)而(er)壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)應(ying)用(yong)離(li)不(bu)開(kai)性(xing)能(neng)良(liang)好(hao)的(de)壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)。要(yao)實(shi)現(xian)納(na)米(mi)級(ji)定(ding)位(wei)的(de)應(ying)用(yong)，壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)需(xu)要(yao)在(zai)一(yi)定(ding)範(fan)圍(wei)內(nei)連(lian)續(xu)可(ke)調(tiao)
，同(tong)電(dian)壓(ya)分(fen)辨(bian)率(lv)需(xu)要(yao)達(da)到(dao)毫(hao)伏(fu)級(ji)。因(yin)此(ci)壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)技(ji)術(shu)已(yi)成(cheng)為(wei)壓(ya)電(dian)微(wei)位(wei)移(yi)平(ping)台(tai)中(zhong)的(de)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)。

D/A 電路設計

由於壓電驅動電源要求輸出電壓範圍為0~100 V，分辨率達到毫伏級，所以D/A 的分辨率需達到亞毫伏級。本設計采用AD5781作為D/A 器件。AD5781是一款SPI 接口的18位高精度轉換器， 輸出電壓範圍-10~10 V，提供±0.5 LSB INL，±0.5 LSB DNL 和7.5 nV/Hz 噪聲頻譜密度。另外，AD5781 還具有極低的溫漂（0.05 ppm/℃）特性。因此
，該D/A 轉換器芯片特別適合於精密模擬數據的獲取與控製。D/A 電路設計如圖1所示。

在硬件電路設計中，由於AD5781 采用的精密架構
，要求強製檢測緩衝其電壓基準輸入，確保達到規定的線性度。因此選擇用於緩衝基準輸入的放大器應具有低噪聲、低溫漂和低輸入偏置電流特性。這裏選用AD8676，AD8676 是一款超精密、36 V、2.8 nV/ Hz 雙通道運算放大器，具有0.6 μV/℃低失調漂移和2 nA 輸入偏置電流，因而能為AD5781提供精密電壓基準。通過下拉電阻將AD5781的CLR 和LDAC 引腳電平拉低，用於設置AD5781為DAC 二進製寄存器編碼格式和配置輸出在SYNC 的上升沿更新。在ARM 端的軟件設計中，除正確配置AD5781的相關寄存器外，還應正確配置SPI的時鍾相位、時鍾極性和通信模式。
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線性放大電路設計

conggongchengjiaodukaolv，youyuganraoyuandecunzai，huishixitongdewendingxingfashengbianhua，daozhixitongfashengzhendang。yincibaozhengkongzhixitongjuyouyidingdekangganraoxingdefangfashishixitongjuyouyidingdewendingyudujixiangjiaoyudu。youyushijidianluzhongcunzaizasandianrong，qizhongfangdaqifanxiangshuruduandeduididianrongduixitongdewendingxingyoujiaodadeyingxiang。rutu6所示

，采用C5和C6補償反向端的雜散電容。從係統函數的角度看
，即構成超前校正
，增加開環係統的開環截止頻率，從事增加係統帶寬提高響應速度。PA78有兩對相位補償引腳
，通過外部的RC 網絡對放大器內部的零極點進行補償。通過PA78的數據表可知
，PA78內部的零極點位於高頻段。根據控製係統抗噪聲能力的需求，配置RC 網絡使高頻段的幅值特性曲線迅速衰減，從而提高係統的抗幹擾能力。圖中
，R4，C1與R5
，C2構成RC 補償網絡。

此外電路中C3的作用是防止輸出信號下降沿的振動引起的幹擾

；R10起到偏置電阻的作用，將電源電流注入到放大器的輸出級
，提高PA78的驅動能力。將PI 控製器的參數分別設置為KP=10、KI=0.02;超前校正補償電容分別為12 pF 和220 pF;RC 補償網絡為R=10 kΩ、C=22 pF.利用線性放大電路的Spice 模型進行仿真得到幅頻特性和相頻特性曲線如圖所示。從圖中觀察可得，放大係統的帶寬可達100 kHz
，從而保證了係統良好的動態特性，同時相角裕度6使係統具有較高的穩定性。

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